Ризик карбонизације у полупроводничким грејачима ваздуха
Загрејан ваздух на 200 степени користи се у алатима за сушење и чишћење полупроводничких плочица. ПФА грејачи у овој служби могу да развију карбонизоване проводне путеве када површински органски загађивачи пролазе кроз пиролизу под коронским пражњењем. Квантитативна анализа из 11 фабрика полупроводника показује да органска контаминација у траговима од само 0,1 µг/цм² смањује енергију активације за графитизацију ПФА са 250 кЈ/мол на 180 кЈ/мол, повећавајући ризик од карбонизације за 10к. Чисте ПФА површине отпорне су на графитизацију чак и на 300 степени.
Механизам графитизације и активациона енергија
ПФА се разлаже изнад 360 степени, али коронско пражњење (делимично електрично пражњење) може да прекине Ц{1}}Ф везе на нижим температурама (200-250 степени), стварајући остатке-богате угљеником. У присуству органских загађивача (угљоводоника, остатака фоторезиста, мазива), пиролиза се јавља на нижим температурама, формирајући проводне стазе налик графиту. Енергија активације за графитизацију (Еа) опада како се повећава оптерећење загађивача:
| Ниво површинске контаминације (µг/цм²)|Енергија активације за графитизацију (кЈ/мол)|Температура за 10% карбонизацију за 1000х са короном|Струја цурења на 230В, 200 степени (µА) |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| <0.01 (clean room handled) | 250 | >280 степени |<0.1 |
| 0,01-0,1 (стандардно чишћење)|220|260 степени|0.5 |
| 0.1-1.0 (типична фаб)|180|230 степени|5 |
| 1.0-10 (лоше руковање)|150|210 степени|50 |
| >10 (велика контаминација)|120|190 степени|500+ |
Услови коронског пражњења у грејачима ваздуха
Коронско пражњење се јавља на оштрим тачкама или дефектима под великим електричним стресом. За грејаче на 230В, почетни напон короне је 400-600В. Међутим, у ваздуху на 200 степени и атмосферском притиску, корона се може појавити при нижим напонима ако површинска контаминација снизи праг јонизације. Органски загађивачи се разлажу под короном, одлажући угљеник који додатно појачава пражњење. Ова позитивна повратна информација може довести до брзе карбонизације за неколико сати.
Извори контаминације и ублажавање
| Извор контаминације | Типично оптерећење (µг/цм²) | Еа Редуцтион | Ублажавање |
|---|---|---|---|
| Отисци прстију | 1-10 | Озбиљно | Руковање рукавицама, брисање растварачем |
| Фоторезист пара | 0.1-1 | Умерено | Локални издувни гас, позиционирање грејача узводно од плочица |
| Пумпа уљну пару | 0.1-0.5 | Умерено | Безуљне{0}}вакум пумпе, филтери |
| Остатак паковања | 0.05-0.2 | Благи | Очистите паковање просторије, испеците{0}}пре употребе |
| Угљоводоници у ваздуху | 0.01-0.05 | Минимално | ХЕПА/УЛПА филтрација, филтери са активним угљем |
Дебљина зида и ширење карбонизације
Једном када карбонизација започне, проводни пут се може ширити кроз ПФА зид. Дебљи зидови пружају већу удаљеност за раст путање угљеника пре него што стигну до металног језгра:
| Валл Тхицкнесс | Време од почетка до проласка-угљеничне путање у зиду на 200 степени са контаминацијом од 1 µг/цм² | Фактор сигурности у односу на . 1.5мм |
|---|---|---|
| 1.5мм | 100 сати | 1.0x |
| 2.0мм | 250 сати | 2.5x |
| 2.5мм | 500 сати | 5.0x |
| 3.0мм | 900 сати | 9.0x |
Чишћење површина и пасивизација
Чишћење растварачем (изопропанол, ацетон) уклања органске загађиваче, али може оставити остатке. Плазма чишћење (кисеоник, 100В, 5 мин) оксидише све органске материје, постижући<0.01 µg/cm² residual carbon. UV-ozone cleaning is also effective for PFA. For critical semiconductor dryers, specify plasma-cleaned PFA heaters with certification of surface contamination below 0.02 µg/cm² by contact angle measurement (high contact angle indicates cleanliness).
Смернице за спецификације за полупроводничке грејаче ваздуха
За загрејан ваздух на 200 степени у полупроводничким сушарама, наведите ПФА грејаче са плазма чишћењем пре слања и паковањем у вреће за чисте{1}}просторне просторије. Захтевати сертификацију површинске контаминације испод 0,02 µг/цм² екстракцијом растварачем и ГЦ-МС. За дебљину зида наведите минимално 2,5 мм да бисте обезбедили отпорност на ширење упркос најбољим праксама чишћења. За грејаче изложене парама фотоотпорника, додајте локални издувни гас и поставите грејаче узводно од зона за обраду плочица. Када тражите понуде, наведите да су грејачи за услугу чистог сувог ваздуха са органском контролом у траговима. Премијум за чишћење плазмом и чисто{10}}паковање просторија (10-15% у односу на стандард) оправдава се елиминацијом струје цурења повезане са карбонизацијом која може да оштети осетљиву полупроводничку метролошка опрема. За постојеће системе са необјашњивим кваровима на земљи, извршите површинску органску анализу на уклоњеним грејачима да бисте идентификовали извор контаминације.
